Tối ưu biến áp xung cho bộ biến đổi năng lượng một chiều một chiều

Bài viết "Tối ưu biến áp xung cho bộ biến đổi năng lượng một chiều một chiều" đề cập chi tiết đến việc cải tiến cấu.trúc cuộn dây đồng tâm áp dụng cho máy biến áp xung. Xem xét hạn chế của các công thức chung.tính toán cho máy biến áp từ trường đối xứng theo hướng tiếp cận khác, cho phép dự báo điện cảm rò rỉ trong trường hợp bố trí từ trường cuộn dây của máy biến áp.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tối ưu biến áp xung cho bộ biến đổi năng lượng một chiều một chiềuVõ Thành Vĩnh và ĐtgTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ189(13): 171 - 175TỐI ƯU BIẾN ÁP XUNG CHO BỘ BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNGMỘT CHIỀU-MỘT CHIỀUVõ Thành Vĩnh1,3,*, Phạm Ngọc Thắng1,Nguyễn Thế Vĩnh2, Trần Ngọc Thái11Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên;Đại học Công Nghiệp Quảng Ninh; 3Đại học Đồng Tháp2TÓM TẮTTrở kháng bên trong của cuộn dây máy biến áp có ảnh hưởng trực tiếp đến hệ số khớp nối, điềunày ảnh hưởng đến đặc tính thiết kế máy biến áp. Bài báo này đề cập chi tiết đến việc cải tiến cấutrúc cuộn dây đồng tâm áp dụng cho máy biến áp xung. Xem xét hạn chế của các công thức chungtính toán cho máy biến áp từ trường đối xứng theo hướng tiếp cận khác, cho phép dự báo điện cảmrò rỉ trong trường hợp bố trí từ trường cuộn dây của máy biến áp. Sự ảnh hưởng của điện cảm rò rỉvà điện cảm từ hóa đến hệ số khớp nối được thảo luận.Các công thức tính toán được chuyển hóavà thay đổi các phương pháp khác nhau để tăng hoặc giảm điện cảm rò rỉ được đề xuất thông quacấu trúc cuộn dây sơ cấp máy biến áp.Từ khóa: Mạch ghép nối, Bộ chuyển đổi DC-DC, Điện cảm rò rỉ, Từ cảm, Biến áp xung.GIỚI THIỆU*Trong [1-2] cho thấy việc thiết lập mô hìnhchính xác và tính toán điện cảm rò rỉ là cầnthiết để thiết kế mạch ghép nối tụ điện biến áphiệu quả. Hơn nữa, quá trình truyền nănglượng qua mạch ghép này bị hủy hoại nếumáy biến áp bão hòa, và vì lý do này, thiết kếđiện cảm từ hóa chính xác là cần thiết. Mặcdù hiểu biết lý thuyết là cần thiết cho việcthiết kế biến áp xung, nhưng kiến thức thực tếlại cần để thay đổi một vài tham số thiết kế.Do đó, các phương pháp thực nghiệm khácnhau sẽ cho ra giải pháp tăng hoặc giảm cácgiá trị trở kháng trong biến áp xung. Cácthông số của mạch điện tử ghép với máy biếnáp xung bị ảnh hưởng đáng kể bởi điện cảmrò rỉ của các cuộn dây bên trong máy biến áptương ứng. Ví dụ, điện cảm rò rỉ liên quanđến hiệu suất truyền tải điện và các thông sốlinh kiện bán dẫn công suất [3].Thông thường, các yếu tố không đổi như từthẩm tuyệt đối và các giá trị khác được hợpnhất thành một hệ số, do đó nền tảng vật lýcủa công thức không thể nhận ra được nữa[4]. Trong một số trường hợp, các công thứckhác nhau được đưa ra cho một thiết kế biếnáp mà không cần xen kẽ cuộn dây hay cho các*Email: thanhvinhdhspdt@gmail.combiến áp với cuộn dây được sắp xếp xen kẽ [5].Mức độ xen kẽ được xem xét bởi số lượngcặp cuộn dây [6-7] hoặc bởi số lượng lớpcách điện giữa các cuộn dây [8-9]. Trích dẫncác phương trình phù hợp để thực hiện thiếtkế, tính toán điện cảm rò rỉ của máy biến áphình xuyến [10]. Công thức được đề xuấttrong [11] thu được từ sự thay đổi của điệncảm rò rỉ khi các thông số chế tạo của cácmáy biến áp lỏi hình xuyến khác nhau. Việcđánh giá được thực hiện từ các mô hình lýthuyết và các mô hình phân tích phần tử hữuhạn (FEMM) khác nhau liên quan đến kết quảđo được để cho phép lựa chọn thông số thíchhợp mà mô hình yêu cầu [12].Với phương pháp phân tích phần tử hữu hạnbằng phần mềm FEMM chúng ta có hai vấnđề cần xem xét. Thứ nhất là kích thước và độphức tạp của mô hình máy biến áp xung. Nếumô hình có số lượng lớn các yếu tố đầu vào,thì có thể ảnh hưởng đến sự hội tụ kết quả vàthời gian mô phỏng. Vấn đề thứ hai là táchcác phần tử mô hình khỏi mô hình vật lý banđầu. Nếu một mô hình được xây dựng đầy đủ,chi tiết thì giá trị của các thông số quan trọngnhư khoảng cách xen kẽ hoặc kích thước cuộndây có thể được xác định một cách nhanhchóng mà không yêu cầu sửa chữa thiết bịthực. Với kỹ thuật này, tự cảm rò rỉ của cuộn171Võ Thành Vĩnh và ĐtgTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ189(13): 171 - 175dây sơ cấp cùng với ảnh hưởng của tần sốđóng cắt trong các thiết bị điện tử được xácđịnh, là cơ sở để tăng hoặc giảm giá trị điệncảm rò rỉ trong biến áp xung của bộ chuyểnđổi DC-DC. Đây là vấn đề sẽ được thảo luậncụ thể trong bài báo này.trí cuộn dây mà ta có giá trị điện kháng rò rỉcho từng loại biến áp xung (có cuộn dây xenkẽ hoặc không xen kẽ), chúng tôi đề xuất cáccông thức tính điện kháng rò rì như sau:TÍNH TOÁN ĐIỆN CẢM RÒ RỈ CHO SỰPHÂN BỔ MẠCH TỪ(1)Ý nghĩa của các ký hiệu tham số và sự phátsinh từ thông rò rỉ Φl trong cửa sổ lõi đượcminh họa theo nguyên lý trong hình 1. Giảđịnh rằng dòng rò rỉ được tập trung trong cáctiếp giáp cách điện giữa cuộn dây sơ cấp vàthứ cấp trong máy biến áp xung. Hơn nữamáy biến áp (biểu diễn trong hình 1) được đặctrưng bởi các tính năng sau: Lõi: ETD59/31/22 [13], vật liệu N87, cuộn dây sơ cấpgồm 4 cuộn dây được ghép nối song song,tổng số vòng: N1 = 45 vòng. Cuộn dây thứcấp gồm một cuộn, tổng số vòng: N2 = 145,độ dày của khoảng cách cách điện giữa cáccuộn dây: 0.2 mm.Để áp dụng chính xác công thức tính toánđiện kháng rò rỉ cho cả máy biến áp xungđồng tâm và máy biến áp với cuộn dây hìnhbánh, chúng ta dựa vào sự phân bổ các cuộndây sơ cấp và thứ cấp để chọn các tham sốkích thước tương ứng với cách bố trí cu ...